專利名稱：一種船上微波處理壓載水的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于海洋科學技術領域，特別是涉及到一種船上微波處理壓載水的方法。
背景技術：
隨著我國航運業(yè)的迅猛發(fā)展，船舶壓載水問題也給我國近海海域環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展帶來一定程度的威脅，亟待引起全社會的高度重視。據(jù)統(tǒng)計，全球船舶每年攜帶的壓載水約有120億噸，每天存在于船舶壓載水中隨船周游世界的生物多達7000種，許多浮游植物、浮游動物、孢子和細菌等經(jīng)過數(shù)月的航程仍存活于壓載水及其沉積物中，當船舶到港口裝貨時，這些生物隨壓載水被排放到港口國水域并大量繁殖擴散，破壞當?shù)厮虻纳鷳B(tài)平衡，危害漁業(yè)資源，影響公眾健康，給各大航運國造成嚴重的損失。2004年2月的國際海事組織壓載水管理外交大會上通過了作為獨立公約的《國際船舶壓載水及沉積物控制和管理公約》以下簡稱壓載水公約，并在將2009年開始實施強制性標準。鼓勵各當事國致力于促進并推動壓載水管理的科學和技術研究及在其管轄水域內(nèi)監(jiān)測壓載水管理的效果。如何安全、有效地治理船舶壓載水中的外來生物是國際海運業(yè)與港口履約國急需得到支持的關鍵技術。
近幾年來，國內(nèi)外許多研究者都在著手研究有效的船舶壓載水的處理方法，防止外來生物的入侵。其中，深海置換法離岸200海里以外，水深2000米以上是得到國際海事組織認可的一種壓載水的處理方法，也是目前使用比較多的方法，但是這種方法不能完全去除水中全部生物的各個階段物種，而且還存在操作、運行時間過長，能耗高等問題，尤其在惡劣的天氣和海況下，這種操作還不利于船舶的航行安全。加熱法是一種非常有效的壓載水處理方法。通常在操作過程中，為了節(jié)約能源，可以利用船上的推進系統(tǒng)和設備產(chǎn)生的余熱提高壓載水的溫度來殺死外來物種，但是這種方法存在處理時間長，船舶航行過短時很難達到處理要求，而且較長時間的加熱對船體的安全將產(chǎn)生不利的影響。紫外線照射能使生物細胞核酸產(chǎn)生光化學反應，導致DNA不能正常復制，進而殺死外來生物，但是有些生物對紫外線具有很強的抵抗性，很難完全殺死，而且這種方法的處理效果還與壓載水的透明度有極大的關系。化學處理法可以達到殺死壓載水中外來生物的目的，但是極易對環(huán)境造成二次污染，而且在船舶上裝載大量化學藥品受到各國法律的約束。因此，到目前為止，還沒有一種有效的船上壓載水處理方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種操作簡單、高效、低成本的一種船上微波處理壓載水的方法，以解決外來生物入侵問題。
本發(fā)明的技術方案是一種船上微波處理壓載水的方法，該方法是將船上微波處理壓載水的裝置直接嵌入到船舶上現(xiàn)有的壓載水加載系統(tǒng)管路中，通過接口6將壓載水處理裝置分別與現(xiàn)有壓載水加載系統(tǒng)管路的兩端相連接，在船舶加載壓載水時，壓載水經(jīng)過壓載水進出口管路5進入反應室7內(nèi)，并分流進入處于微波場的壓載水處理管路3中，經(jīng)微波處理后的壓載水經(jīng)出口管路5最終進入壓載艙，將壓載水中的浮游植物、浮游動物、細菌和孢子等迅速殺死。所述的微波處理壓載水處理裝置包括微波入口1、微波屏蔽器2、壓載水處理管路3、壓載水處理管路密封器4、壓載水進出口管路5、接口6和反應室7，微波屏蔽器2設在反應室7的外層，反應室7上設有微波入口1，反應室7內(nèi)置有壓載水處理管3，反應室7兩端設置的壓載水進口管路5與壓載水處理管3相連接，壓載水進出口管路5與壓載水處理管3之間設有壓載水處理管路密封器4，壓載水進出口管路5上設有與船上現(xiàn)有壓載水加載管路兩端相連的接口6壓載水處理管路3由聚四氟乙烯、聚丙烯、陶瓷或玻璃制成。微波入口1為兩個，分別位于反應室7上的前后部分。
本發(fā)明采用微波技術在壓載水加載過程中直接對其進行有效處理。其原理是利用有耗介質(zhì)在微波作用下吸收微波能轉(zhuǎn)化為熱能的特性即所謂的熱效應，以及微波對生物的特殊破壞作用即所謂的微波的生物效應原理，將壓載水中外來生物體內(nèi)的各種有機物如核酸、蛋白質(zhì)、脂肪等有機大分子以及作為代謝環(huán)境的水等都是極性分子即所謂的偶極子，在周期性快速變換的電磁場作用下可以快速擺動，吸收微波能而迅速升溫，結果導致細胞內(nèi)的酶等生物活性物質(zhì)在高溫下迅速失去活性，最終導致細胞凋萎，細胞內(nèi)的DNA、生物膜、核酸等成分在高劑量的微波輻射下呈現(xiàn)不可修復的結構或功能性損傷，使細胞的正常生長與遺傳受到嚴重影響，也加速了細胞的死亡，從而快速殺滅外來生物。
本發(fā)明提供的壓載水處理裝置可通過對現(xiàn)有船舶加載壓載水管路進行簡單改造后，便可直接嵌入到該流程中對壓載水進行有效的處理。該裝置主要包括微波輸入口、反應器、壓載水進出管路及與船上現(xiàn)有壓載水加載管路相連的接口、壓載水處理管路、微波屏蔽器以及壓載水處理管路密封器組成。反應室內(nèi)的橫向壓載水處理管路主要有兩個作用。一是使壓載水在微波場中盡量產(chǎn)生紊流，以便均勻接收微波能；二是使壓載水在微波場中有足夠的處理時間，確保壓載水中的浮游植物、浮游動物、孢子和細菌等能完全殺死。管路是由微波穿透材料如聚四氟乙烯、聚丙烯、陶瓷或玻璃等制成，在處理裝置中它可以為單根或多根管路并列設置圖1中的兩個壓載水處理管路只是用來說明本裝置，而并非作為對本裝置的限定，管路的形狀可以是螺旋形管、蛇形管或者其他形狀。微波屏蔽器的作用是保證微波能集中于反應器內(nèi)工作而無泄漏。壓載水處理管路密封器的作用是避免壓載水進入反應室。
本發(fā)明的效果和益處是(1)用微波法處理船舶壓載水操作簡單，費用低、易于在船上進行大規(guī)模推廣。
(2)在較短的時間內(nèi)能迅速殺死壓載水中的浮游植物、浮游動物、孢子、細菌和弧菌等微生物。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明圖1是本發(fā)明微波處理壓載水裝置結構示意中1、微波入口，2、微波屏蔽器，3、壓載水處理管路，4、壓載水處理管路密封器，5、壓載水進口管路，6、接口，7、反應室。
具體實施例方式
以下詳細敘述本發(fā)明的具體實施方式
和實施例。
將船上微波處理壓載水的裝置直接嵌入到船舶上現(xiàn)有的壓載水加載系統(tǒng)管路中，通過接口6將壓載水處理裝置分別與現(xiàn)有壓載水加載系統(tǒng)管路的兩端相連接，微波通過微波入口1進入反應室7內(nèi)，在船舶加載壓載水時，壓載水經(jīng)過壓載水進出口管路5進入反應室7內(nèi)，并分流進入處于微波場的壓載水處理管路3中，經(jīng)微波處理后的壓載水經(jīng)出口管路5最終進入壓載艙，將壓載水中的浮游植物、浮游動物、細菌和孢子等迅速殺死。微波處理壓載水的裝置包括微波入口1、微波屏蔽器2、壓載水處理管路3、壓載水處理管路密封器4、壓載水進出口管路5、接口6和反應室7，微波屏蔽器2設在反應室7的外層，反應室7上設有微波入口1，反應室7內(nèi)置有壓載水處理管3，反應室7兩端設置的壓載水進口管路5與壓載水處理管3相連接，壓載水進出口管路5與壓載水處理管3之間設有壓載水處理管路密封器4，壓載水進出口管路5上設有與船上現(xiàn)有壓載水加載管路兩端相連的接口6，壓載水處理管路3由聚四氟乙烯、聚丙烯、陶瓷或玻璃制成。在船舶加載壓載水同時時啟動微波處理裝置，處理前后壓載水中的浮游動物、浮游植物和細菌的數(shù)據(jù)如表1。
表1 微波處理后壓載水中浮游動、植物和細菌的數(shù)據(jù)


權利要求
1.一種船上微波處理壓載水的方法，其特征在于，該方法是將船上微波處理壓載水的裝置直接嵌入到船舶上現(xiàn)有的壓載水加載系統(tǒng)管路中，通過接口(6)將壓載水處理裝置分別與現(xiàn)有壓載水加載系統(tǒng)管路的兩端相連接，在船舶加載壓載水時，壓載水經(jīng)過壓載水進出口管路(5)進入反應室(7)內(nèi)，并分流進入處于微波場的壓載水處理管路(3)中，經(jīng)微波處理后的壓載水經(jīng)出口管路(5)最終進入壓載艙，將壓載水中的浮游植物、浮游動物、細菌和孢子等迅速殺死。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種船上微波處理壓載水的方法，其特征在于，所述的微波處理壓載水的裝置包括微波入口(1)、微波屏蔽器(2)、壓載水處理管路(3)、壓載水處理管路密封器(4)、壓載水進出口管路(5)、接口(6)和反應室(7)，微波屏蔽器(2)設在反應室(7)的外層，反應室(7)上設有微波入口(1)，反應室(7)內(nèi)置有壓載水處理管(3)，反應室(7)兩端設置的壓載水進口管路(5)與壓載水處理管(3)相連接，壓載水進出口管路(5)與壓載水處理管(3)之間設有壓載水處理管路密封器(4)，壓載水進出口管路(5)上設有與船上現(xiàn)有壓載水加載管路兩端相連的接口(6)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種船上微波處理壓載水的方法，其特征在于，所述的壓載水處理管路(3)由聚四氟乙烯、聚丙烯、陶瓷或玻璃制成。
4.根據(jù)權利要求2所述的一種船上微波處理壓載水的方法，其特征在于，所述的有微波入口(1)為兩個，分別位于反應室(7)上的前后部分。
全文摘要
本發(fā)明屬于海洋技術領域，涉及一種船上微波處理壓載水的方法，該方法采用微波處理技術，避免了由壓載水轉(zhuǎn)移所造成的外來生物的入侵問題。該方法是將船上微波處理壓載水的裝置直接嵌入到船舶上現(xiàn)有的壓載水加載系統(tǒng)管路中，通過接口將壓載水處理裝置分別與現(xiàn)有壓載水加載系統(tǒng)管路的兩端相連接，在船舶加載壓載水時，壓載水經(jīng)過壓載水進出口管路進入反應室內(nèi)，并分流進入處于微波場的壓載水處理管路中，經(jīng)微波處理后的壓載水經(jīng)出口管路最終進入壓載艙，將壓載水中的浮游植物、浮游動物、細菌和孢子等迅速殺死。本發(fā)明的有益效果是提供了一種工藝簡單、實用有效、易于在船上進行大規(guī)模推廣的壓載水處理方法。
文檔編號B63J4/00GK101054206SQ200710010538
公開日2007年10月17日 申請日期2007年3月3日 優(yōu)先權日2007年3月3日
發(fā)明者劉瑀, 宋成文, 王德高, 李穎, 馬龍 申請人:大連海事大學